在过去很长一段时间里，国内单位和企业无法匹配美国 科技 公司开出的薪酬待遇和研发条件。可以说，一些顶尖人才选择留在国内献身半导体产业，就是基于理想信念和报国之心。研发出我国首款通用CPU的龙芯团队，其首席科学家在博士毕业时曾获得公费出国机会，但他在导师劝说下留在国内，并发誓“这辈子不给外国资本家打工”。团队员工在薪酬明显低于行业平均水平的情况下，拒绝猎头公司百万年薪的诱惑，经过18年的长征，在航天、装备、交通、电力、安全、金融等行业实现了部分国外芯片的国产化替代。
持续的高额资金投入是半导体产业取得成功的必备条件。一直以来，西方 科技 公司在研发投入上非常舍得下血本。而中国内地从政府到企业过去都面临资金条件的限制，很多企业选择了“贸工技”的发展道路。当外商依靠强大的资金投入，把持技术发展的方向，在历次技术迭代升级中独占鳌头，并获取高额利润的时候，中国企业只能做一些“短平快”的事。最近十几年，随着政府和企业资金逐渐充裕，国家从顶层设计上对通信、半导体、面板行业进行扶持，以华为、中兴、京东方为代表的企业在技术研发投入上不遗余力，正是依靠高额资金的持续投入，中国企业在半导体、通信和面板行业取得了不错的成绩。
培养自身能力是成功的重要前提。过去，中国企业热衷于引进国外技术，不太重视自身能力建设。由于摩尔定律的存在，半导体行业每18个月就更新升级一次，这导致国内企业很容易陷入引进一代，落后一代，反复引进的怪圈。在能力培养上，研发神威·太湖之光芯片的申威团队做得非常好，他们从零开始定义CPU的指令集并设计CPU，而且耐得住寂寞，19年里默默无闻埋头苦干，通过自主研发和技术迭代演进培养能力。正是依靠长年的技术积累，申威团队能够在制造工艺落后美国英特尔公司两代的情况下，开发出性能不输于英特尔的超算芯片。
引进人才比买技术授权更加重要。在过去很长一段时间里，国内企业总喜欢从境外购买技术授权，或者是与境外公司进行合资，在引进人才方面作为非常有限。其实，技术是随着人走的，人才是一家半导体企业最宝贵的财富。近年来，由于技术合作或合资模式被实践证明并非通途，越来越多的公司开始重视直接从境外引进人才。在这方面，紫光公司的力度非常大，而且取得了较好的效果。在海外收购频频碰壁后，紫光在境外持续高薪寻找优秀的人才，并严格遵守国际商业的道德规则，“只带人不带文件”，坚持“自己的技术要靠自己研发”，在整合两岸技术团队之后，长江存储开启自主研发之路，并在2017年完成32层NAND闪存的小批量生产，在2019年完成了64层NAND闪存量产，成功打破国外巨头在存储芯片上的垄断。
中国半导体产业的历程，可以说是过往风雨交加，前路道阻且长，但几十年所取得的成就经验也告诉我们，只要注重方式方法，中国企业完全有能力把芯片产业做起来，实现自力更生、自给自足。(作者是技术经济观察家)
日前，英国对俄罗斯加码制裁，禁止俄厂商获取ARM架构授权，俄罗斯ARM处理器产业堪忧。
据俄《生意人报》报道，英国方面日前已将俄两大处理器开发商MCST和贝加尔电子（Baikal Electronics）列入制裁名单，除冻结其资产外，英国企业对其提供技术服务也将受到严格管制。该报援引专家分析称，此举意味着俄罗斯企业将无法基于ARM架构开发与制造处理器。除了冻结MCST和贝加尔电子的资产以外，英国政府还禁止ARM对俄罗斯提供技术服务。除非贝加尔能够找到一家违反专利法的芯片代工厂，或者找到新的芯片专利公司向其授权开放处理器架构，否则贝加尔电子的ARM处理器很可能会“绝版”。从国际制裁法律的合规上来讲，ARM被禁止与受制裁的公司保持任何法律关系，未经金融制裁实施办公室（OFCI）许可支付新许可证将不起作用，Baikal-L、Baikal-M2、Baikal-S2将由于没有授权许可而无法生产。
俄文资料与英译中二手资料大相径庭
由于网络上二手、三手消息让人云里雾里，铁流咨询了一位热心网友，拿到俄文资料。从一些英译中的材料来看，仿佛俄罗斯要完蛋了，但从MCST和贝加尔电子的PPT看，仅对贝加尔电子的ARM处理器冲击较大，禁令对MCST影响相对要小很多很多。
早些年，贝加尔电子还在做MIPS处理器，最近几年转向ARM，目前货架产品是Baikal-M和Baikal-S处理器。Baikal-M采用台积电28nm工艺，8核Cortex-A57架构，最高主频1.5GHz，于2021年10月开始出货。Baikal-S集成了48个ARM A75内核，最高主频2.5GHz，按照早年的PPT是2021年底完成，但从另一张PPT看，估计是跳票了，应该是有工程样片，但还没有量产。
至于Baikal-L、Baikal-M2、Baikal-S2，目前都是PPT状态。从规划上看，贝加尔电子原本打算走ARM路线了，路线图都规划到了2025年。
MCST是苏联留下的宝贵遗产，这页PPT记载着MCST及其前身的功勋。从MCST的PPT看，压根就和ARM没啥关系，用的是MCST自己定义的指令集，个别芯片用了SPARC。相对于贝加尔电子路线图中购买ARM IP、采用先进台积电工艺，堆核心数等套路，MCST的路线图更加务实——选择自主指令集，自主设计微结构逐代升级，选择成熟工艺，不盲目堆核心数。由于MCST压根就没买ARM授权，因而禁令对其影响较小，如果MCST在海外没有资产可冻结，那么禁令对其就基本没有影响了。
对于MCST而言，ARM断绝技术授权基本没有影响，MCST只要沿着原来的技术路线迭代演进即可。对于贝加尔电子而言，无非是前夕加入ARM阵营的投入全部打水漂了。
就未来而言，加入RISC-V阵营，或者和MCST一起搞自主指令集都是可选项。必须说明的是，从贝加尔电子的PPT中可以看出，贝加尔电子并没有在ARM一棵树上吊死，在PPT中也有RISC-V的规划。
另外，一些有俄罗斯背景的厂商出售基于RISC-V的IP，有MCU芯片在俄罗斯落地。SRC1内核是Syntacore的IP，采用Mikron的工艺，这种模式下的芯片很难彻底断绝。诚然，这些芯片性能相对有限，但在MCU领域已经够用了。
由于苏联时期把半导体产业链分散在各个加盟国，在苏联解体后，苏联庞大的半导体产业碎了一地，人才大量流失，工厂被废弃。时至今日，俄罗斯电子产业在民用市场份额微乎其微，仅在军工领域尚留有一丝元气。
诚然，由于俄罗斯电子产业相对于苏联衰落的太厉害，在一些元器件上需要从欧美和中日韩采购，但烂船还有三斤铁，俄罗斯军用电子产品并没有一些自媒体说的那么烂，特别是之前的俄乌冲突，一些文章已经把俄罗斯电子工业和装备贬低到破烂的地步，这是不客观的。
俄罗斯官方整理过一个允许用于武器、军事和特种设备的开发、生产和经营的电子元件基地清单，清单中共387家企业，涵盖很广，包括微波产品、集成电路、半导体器件、光电器件、量子电子产品、电真空灯、气体放电和 X 射线器件、电子束接收和转换管、光敏器件等等。即便是容易被卡脖子的芯片制造，俄罗斯也能完成65nm工艺芯片，这对军工而言已经很够用了。
制裁对于俄罗斯自主芯片而言是机遇
本次ARM断供事件，对俄罗斯电子工业打击非常有限，因为俄罗斯民用电子市场近乎于无，军工电子自成体系，唯独对俄罗斯的ARM处理器的打击较大。前事不忘，后事之师。希望国内能够从中吸取教训，特别是那些将ARM奉为瑰宝，鼓吹ARM符合自主标准的脑残粉。
实事求是的说，只要秉承技术问题技术解决的思路，在ARM制裁之际彻底抛弃ARM，这种制裁就没啥可怕的， 一些公司在被ARM制裁后依然死死抱住ARM大腿，并把ARM标榜为自主，一个劲的往体制内采购塞，这才是匪夷所思的。
一些ARM的鼓吹者针对国产ARM芯片绝版反复强调，是制造被卡脖子，ARM授权不卡脖子，这其实是自欺欺人，一旦遭遇类似俄罗斯的情况， 那是在ARM授权和制造两个环节都被卡脖子。
就制造而言， 在当下这种制裁执行力度下，在制造环节绕开禁令还是有办法的， 铁流就知道有已经上了美帝黑名单的公司运用各种办法绕过禁令成功使用境外工艺流片，并在上黑名单的这几年里持续向客户供货，压根没有产能不足的迹象。
其实，这并非多么困难的事情，这个门路早已经发展成为一个产业，并养活了不少人。另外，某厂因上美帝黑名单失去台积电流片工艺后，使用境内工艺流片，该款8核处理器在信创市场如鱼得水，虽然境内晶圆厂在原材料、设备等方面都需要从国外大厂进口，含美国技术比例着实不低，但美帝压根也没管这事情。
铁流认为，ARM的鼓吹者之所以热衷于抱ARM大腿，不是看不清形势，看不清利弊。实在是时代变化的太快，缺乏远见导致产生近忧——前期沉没成本太高，下不了贼船。由于一门心思抱ARM大腿，又没有建立备份计划，无法像龙芯那要几乎是无缝衔接般的完成从MIPS到LoongArch的替换。资本要增值，股东要利润，公司要发展，员工要糊口，所以这些厂商和ARM的鼓吹者就被绑架着齐声歌颂“ARM大法好”。
言归正传，ARM断供对于俄罗斯IC设计产业远远谈不上毁灭性，只对个别押宝ARM的厂商造成重大影响，对于MCST这样自主路线的企业和那些RISC-V厂商而言反而是机遇。俄罗斯电子产业确实江河日下，一些元器件需要进口，但瘦死骆驼比马大，满足俄军基本需求不成问题。
说到CPU、SOC想必很多人不会陌生，但如果提到EDA工具，可能很多人就从未听说过了。其实，EDA工具在芯片设计中发挥着巨大的作用，甚至可以说，如果没有EDA工具，超大规模集成电路设计就几乎是一件不可能完成的任务。那么，什么是EDA工具？中国在EDA工具上和国外差距有多大？在EDA工具上完全受制于人会存在安全风险么？
什么是EDA工具
EDA工具是电子设计自动化（ElectronicDesign Automation）的简称，是从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。利用EDA工具，工程师将芯片的电路设计、性能分析、设计出IC版图的整个过程交由计算机自动处理完成。
由于上世纪六十七年代，集成电路的复杂程度相对偏低，这使得工程师可以依靠手工完成集成电路的设计、布线等工作。但随着集成电路越来越复杂，完全依赖手工越来越不切实际，工程师们只好开始尝试将设计过程自动化，在1980年卡弗尔.米德和琳.康维发表的论文《超大规模集成电路系统导论》提出了通过编程语言来进行芯片设计的新思想,加上集成电路逻辑仿真、功能验证的工具的日益成熟，使得工程师们可以设计出集成度更高且更加复杂的芯片。
1986年，硬件描述语言Verilog问世，Verilog语言是现在最流行的高级抽象设计语言。1987年，VHDL在美国国防部的资助下问世。这些硬件描述语言的问世助推了集成电路设计水平的提升。随后，根据这些语言规范产生的各种仿真系统迅速被推出，这使得设计人员可对设计的芯片进行直接仿真。随着技术的进步，设计项目可以在构建实际硬件电路之前进行仿真，芯片布线布局对人工设计的要求和出错率也不断降低。
时至今日，尽管所用的语言和工具仍然不断在发展，但是通过编程语言来设计、验证电路预期行为，利用工具软件综合得到低抽象级物理设计的这种途径，仍然是数字集成电路设计的基础。一位从事CPU设计的工程师表示，“在没有EDA工具之前，搞电路要靠人手工，对于大规模集成电路有上亿晶体管的设计用手工简直是不可为的......可以说有了EDA工具，才有了超大规模集成电路设计的可能”。
中国EDA工具完全依赖国外
中国半导体行业协会IC设计分会理事长、清华大学微电子所所长魏少军曾表示，“我们要改变以往那种使用先进工艺就代表是先进水平的错误认识，Intel用0.13微米工艺能作出2GHz而我们要用45nm才能实现，这就是差距...... 快速提升我们自己的IC基础设计能力迫在眉睫，这是改变目前中国IC设计业严重依赖EDA工具和制造工艺才能实现芯片性能提升的根本途径，而依赖并滥用IP则导致了中国SoC设计的同质化”。
清华大学微电子所所长魏少军提到的“依赖并滥用IP则导致了中国SoC设计的同质化”指的是国内众多IC设计公司大多依赖于ARM的IP授权开发SOC，由于都是购买ARM的Cortex A53、A72、A73等产品，同质化是必然的。“中国IC设计业严重依赖EDA工具和制造工艺才能实现芯片性能提升的根本途径”指的是很多中国国产SOC/CPU性能的提升严重依赖于购买更好的EDA工具和采用更好的制造工艺。对于依赖更好的制造工艺和严重依赖国外IP，因不属于本文范围不做讨论，重点说下中国在EDA工具上完全依赖国外产品。
EDA软件方面早已形成了三巨头——Synopsys、Cadence、Mentor。Synopsys是EDA三巨头之首。国内从事EDA软件开发的华大九天和这三家现在不是一个数量级的。诚然，华大九天也想在某些点工具上做些突破，但就整体技术实力而言几乎像蚍蜉撼树——目前，国内根本没有深亚微米的EDA成体系的设计平台。正是因为国内从事EDA工具开发的公司在Synopsys、Cadence、Mentor面前实力过于悬殊，国内IC设计公司几乎100%采用国外EDA工具。而且在相当长的一段时间里，看不到缩小和Synopsys、Cadence、Mentor技术差距的可能性。
为何在EDA工具上追赶这么难
开发出性能优越的EDA工具，一方面要有良好的算法，另一方面需要和工艺相结合。虽然在算法方面有可能取得一定的技术突破，但EDA设计的后端工具要和工艺相结合，但国内自主工艺很少有深亚微米的工艺，大多是180nm和130nm。虽然中芯国际有40nm，而且宣称有28nm，但可能没有量产过，或者量产的都是小芯片。目前中芯国际最先进的工艺线都是引进的，还签署一定限制条款。正如国家要发展必然离不开完善的基础建设，这是发展的基础，EDA工具的研发进步就需要国内自主研发的制造工艺做基础，由于没有自主研发的先进制造工艺，所以和工艺结合的那部分就根本不可能取得技术突破。
那如果有了自主研发的先进工艺，就能够开发出良好的EDA工具了么？事情没这么简单。即便有了自主研发的先进工艺，撇开工艺结合，光在算法技术上和国外三巨头的差距也很远。而且算法和工艺相结合很难，需要非常高深的数学理论，这是目前国内很难做到的。另外，技术发展也离不开商业因素，在国外三巨头占有统治地位的情况下，全球市场早已被国外产品占据，因此，就国产EDA工具而言，目前还看不到赶超西方的可能性。
依赖国外EDA工具是否存在风险
既然如此，完全依赖于国外EDA工具是否存在商业上风险呢？其实，对于这点，国内没有必要过于忧虑，由于不能明说的原因，对于国内IC设计公司而言，并不怕国外进行制裁。
也许又有人会问：如果Synopsys、Cadence、Mentor在EDA工具里埋地雷，而国内IC设计公司恰恰用这些被埋雷的EDA工具设计芯片，那么芯片的安全性还有保障么？对于这个课题，其实有专门针对设计和版图的安全性的研究，打比方说，如果是DC工具在你的设计里埋个雷，人肉检查是搞不定的，因此，有专门做硬件木马检测技术的研究。不过，这些研究目前还处在低级阶段，只能和目前现存木马匹配，存在很大限制。
总而言之，就产业发展的现状而言，国产EDA工具和Synopsys、Cadence、Mentor的产品差距过于悬殊，而且看不到赶超西方的希望，国内IC设计公司基本在使用国外EDA工具。虽然在商业化上不存在被卡脖子的可能性，但采用国外EDA工具设计国产芯片而产生的安全风险却是不可不提防的。
出品：科普中国
制作：铁流
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